Jean-Yves BIGOT
(1), Philippe AUDRA
(2)et Ludovic MOCOCHAIN
(3)Le dôme de calcite de la grotte des Champignons, Puyloubier, Bouches-du-Rhône.
Photographie Jean-Yves Bigot.
Accès
La grotte des Champignons est située dans la par tie orientale de la montagne Sainte-Victoire (figure 1), plus précisément dans les parois qui dominent l’ermitage de Saint-Ser (photographie 1).
Depuis le parking du Relais de Saint-Ser(altitude 408 m), on emprunte un sentier pendant 30 mn jusqu’à la chapelle de Saint-Ser. De là, il faut envi- ron 15 mn en se tractant sur les mains
courantes en place pour accéder à la grotte des Champignons.
Les derniers mètres sont un peu aériens et l’escalade est facilitée par des chaînes auxquelles il faut s’agripper ; la pose d’une corde est conseillée.
L’ermitage de Saint-Ser
L’ermitage est indissociable de la grotte, laquelle est prolongée par une chapelle construite au XIesiècle. Selon la légende, saint Ser fut massacré par les soldats ar yens d’Euric, roi des Wisigoths… En dépit des apparences, Ser n’est pas un nom de saint mais un mot pré-latin qui désigne une montagne. En toponymie, ce cas est fréquent, et on ne peut s’empêcher d’y voir l’appropriation d’une ancienne croyance qui a conduit l’Église à réécrire l’histoire d’un saint qui n’a probablement jamais existé.
1)Jean-Yves.BIGOT2@wanadoo.fr
2)Université de Nice Sophia-Antipolis - audra@unice.fr
3)Université de Provence - ludovick@freesurf.fr
Grotte des Champignons
Photographie 1 : La montagne Sainte-Victoire.
Situation de l’ermitage de Saint-Ser et de la grotte des Champignons.
Photographie Philippe Audra.
Situation
Vauvenargues
Saint-Antonin
Puyloubier Le Tholonet
Châteauneuf- le-Rouge Meyreuil
Saint-Marc- Jaumegarde
Montagne Sainte-Victoir e
Plateau du Cengle 945 1003 609
1011
586
Aix-en- Provence
Grotte des Champignons
10 km
N
L'Arc
Beaurecueil
Rousset
Figure 1 : Carte de situation de la montagne Sainte- Victoire et de la grotte des Champignons.
En 1993, la chapelle a été endom- magée par la chute d’un bloc qui s’est écrasé sur son toit. Cependant, l’édi- fice a été entièrement restauré et la chapelle a même fait l’objet d’un timbre-poste émis en 2002 (photo 2).
L’intérêt de cette grotte érémitique blottie au fond de la chapelle rupestre de Saint-Ser n’est pas seulement historique, mais kars-
tologique. En effet, la grotte de Saint- Ser a la même origine hypogène1que la grotte des Champignons. Il s’agit de la par tie basse d’un conduit ascendant qui poursuit sa course en hauteur le long de la paroi pour se perdre ensuite dans le ciel (photographie 3). ●
1)Hypogène : relatif aux cavités hypogènes. Hypogène : du grec hypo, au-dessous, et génos, naissance, origine. Ce terme se réfère à des sources d’agressivité produites en profondeur (CO2ou H2S), liées à un mode de circulation confiné ou remontant, indépendant d’une recharge superficielle directe. Il correspond approxi- mativement au concept d’artésianisme.
Photographie 3 : Dans les couches de calcaire redressées à la verticale, on peut observer une cheminée tubulaire ascendante dans le prolongement de la grotte de Saint-Ser.
Photographie Philippe Audra.
Historique
La grotte des Champignons aurait été découver te en 1947 par le Club spor ts et loisirs d’Aix-en-Provence (Imoucha, 1960). Raynaud et Roullet du Spéléo-club d’Aix-en-Provence la visitent le 17 octobre 1948. Si la première mention dans Speluncaappa- raît en 1955 (2, p. 14), la plupar t des citations sont celles de randonneurs locaux (Société des excursionnistes marseillais). L’accès et la visite de la grotte sont bien connus des excur- sionnistes qui repar tent souvent avec un souvenir, généralement un morceau de calcite arraché aux parois de la grotte.
Les bulletins spéléologiques l’igno- rent superbement : aucune topographie n’a jamais été publiée. Les visiteurs spéléologues se sont contentés de prendre quelques photographies ou d’en faire un croquis, par fois assez fidèle comme celui de J.-Cl. Frachon (du 8 janvier 1967), malheureusement resté confidentiel.
Faute de références spéléolo- giques sérieuses, la cavité n’a pas pu être prise en compte dans la thèse d’É. Gilli (1984) consacrée à l’étude des grands volumes karstiques
souterrains. ●
Contextes
Contexte géologique
Bien que située à proximité immé- diate de la ville d’Aix-en-Provence, la structure géologique est encore l’objet de débats de spécialistes (figure 2).
La montagne présente un aspect dissymétrique avec au nord un versant descendant en pente douce vers l’arrière-pays et au sud un relief vigou- reux dominant de plusieurs centaines de mètres le bassin d’Aix.
À Saint-Ser, la par tie orientale de la crête des calcaires du Jurassique domine par un versant escarpé le plateau du Cengle constitué de terrains d’âge crétacé à éocène.
Les reliefs vigoureux de la façade méridionale de la chaîne ne s’expli- quent pas seulement par des condi- tions structurales – chevauchement d’une écaille vers le sud –, mais aussi par le déblaiement des assises fluvio- lacustres du bassin d’Aix.
Dans le secteur de Saint-Ser, où s’ouvre la grotte des Champignons, les
couches de calcaires jurassiques sont redressées à la ver ticale.
Contexte hydrothermal
Située au pied de la montagne Sainte-Victoire, la ville d’Aix-en-Provence aurait été fondée en 122 avant J.-C. à l’endroit où jaillit une source chaude.
C’est là que les Romains édifièrent les thermes d’Aquae-Sextiae.
L’établissement thermal est alimenté par la source Impératrice dont les eaux, après avoir traversé les calcaires du Jurassique et les forma- tions ter tiaires du bassin aixois, émer- gent à la température de 33,8 °C. Les eaux d’Aix auraient pour origine la montagne Sainte-Victoire (Vuataz et al., 2003, p. 174-175) et leur âge serait supérieur à 10 000 ans. L’unité d’em- bouteillage de l’eau de source d’Aix a été fermée en 1978 pour cause de pollution, et les thermes ne doivent leur sur vie qu’à la présence d’un casino.
●
Figure 2 : Coupe géologique simplifiée de la montagne Sainte- Victoire (d’après Rousset, 1973).
Photographie 2 : La chapelle de Saint-Ser,timbre émis par la Poste en 2002.
De multiples obser vations dans la grotte des Champignons nous ont conduits à élaborer un modèle de fonc- tionnement (figure 3) faisant inter ve- nir le dégazage du CO2.
Les fissures et conduits qui s’ou- vrent sur le pour tour de la salle sont des conduits ascendants dans lesquels remonte une eau dégazant des bulles de CO2 (un peu comme lorsque l’on ouvre une bouteille de Champagne).
Dans l’eau, la corrosion se concentre le long des parois subver ticales et les plafonds ; le contact entre les bulles de gaz et la roche crée un cheminement de bulles qui se dessine au milieu d’un concrétionnement subaquatique abon- dant (Chiesi et For ti, 1987).
Le dégazage du CO2des eaux des bassins de la salle provoque la satura- tion qui dépose un enduit de calcite subaquatique généralisé (choux-fleurs)
sur toutes les parois à l’exception des surplombs corrodés par les chemine- ments de bulles (figure 4).
Après dégazage du CO2 dans l’atmosphère confinée de la salle, la corrosion prédomine dans les par ties supérieures grâce à un phénomène de condensation (Lismonde, 2004) qui met la roche à nu, sculpte des formes
arrondies (coupole) et corrode inten- sément aussi bien la roche que les concrétionnements aériens émergés comme les stalagmites massives du dôme de calcite.
Les eaux qui atteignent la sur face libre sont ensuite évacuées par un large drain (figure 5) qui a pu se développer avec le maintien d’un niveau de base régional aux alen- tours des altitudes de 750 m, ce qui implique un fonction- nement de la cavité durant le Miocène.●
Le modèle
La grande salle
La salle et le dôme de calcite La cavité se limite à une grande salle quasi-circulaire de 60 m de diamètre (figure 6) au milieu de laquelle trône un énorme dôme de calcite. Le plafond de la salle se confond en partie avec un plan de faille incliné à 45°
associé à une brèche de faille. La voûte de la salle présente des formes harmo- nieuses et lisses qui résultent de la corrosion.
Le dôme de calcite (photogra- phie 4) est situé dans la partie centrale de la salle à l’aplomb de la coupole sommitale. Les stalactites qui pendent au-dessus du dôme sont sans commune mesure avec l’aspect massif du dôme stalagmitique. Il est évident que les stalagmites ont subi une intense corrosion, soit par ennoiement, soit dans une atmosphère confinée très agressive.
Comme pour les concrétions en forme de champignons (photogra-
phie 5), les couches concentriques de calcite sont visibles sur ces édifices stalagmitiques extrêmement corrodés.
On voit que l’histoire de la grotte est faite d’une succession de cycles d’exondations et d’ennoiements, à la fois corrosifs et incrustants.
Les gélifracts de la galerie des Grèzes
La par tie ouest présente un énorme éboulis de grèzes (photogra- phie 6) issu d’une galerie large de 30 m Figure 3 : Coupe schématique de la grande salle
avec hypothèse de genèse du CO2.
Figure 4 : Dans le conduit de –23, le chenal corrodé en voûte (« chemin de bulles ») est étroitement lié à la répartition des concrétions en choux-fleurs de plus en plus développées lorsqu’elles s’éloignent de l’axe du chemin.
Stalagmite
Axe du
"chemin"
Concrétions en choux-fleurs Filon de
calcite corrodé
Bloc
Décroissance du concrétionnement
Chenal corrodé 0
1 m
Description
Figure 5 : Fonctionnement et rôle de la galerie des Grèzes, exutoire des eaux issues des parties profondes de la salle des Champignons.
(galerie des Grèzes), mais complète- ment colmatée par les cailloutis. Ces gélifracts proviennent probablement des ravins périglaciaires qui séparent les fameux « clochetons », pics ou aiguilles accrochés au flanc de la montagne Sainte-Victoire.
La galerie des Grèzes, remontée jusqu’à + 10 m, correspond probable- ment à l’exutoire des eaux issues des par ties profondes de la salle (figure 5).
Dans les cavités hypogènes, le mélange des eaux météoriques et des eaux profondes est à l’origine de la formation de grands volumes ou de phénomènes de corrosion spectacu- laires. La grotte de l’Adaouste (Jouques, Bouches-du-Rhône) présente la même organisation des réseaux : des conduits inférieurs étroits, une grande salle et une large galerie reliées à l’extérieur.
Le concrétionnement
Dans les par ties basses de la salle, les moindres fissures de la roche sont remplies de cristaux indiquant une formation en milieu aquatique.
Par ailleurs, cer taines stalactites tronquées sont recouver tes de concré- tions buissonnantes : la troncature indique aussi un ancien niveau d’eau, qui s’est ensuite élevé pour couvrir les stalactites de cristaux.
Les multiples séquences de concrétionnement, tantôt aérien, tantôt aquatique, ont un rapport avec les varia- tions des niveaux de base extérieurs qui devaient se situer à un niveau assez proche de celui de la grotte (environ 750 m d’altitude).
Les concrétions buissonnantes de type aquatique sont indissociables des chenaux ou conduits ascendants situés à la périphérie de la salle.
Les chenaux et conduits inférieurs
Avec le conduit d’entrée, la cavité compte quatre conduits ou chenaux dont les points les plus bas sont situés à –23, –26 et –15 mètres.
Le conduit de –15 mètres
Il n’y a guère de concrétions buis- sonnantes dans cette par tie de la cavité. Malgré la proximité du cône d’éboulis de grèzes, le conduit, dont la bouche est légèrement en hauteur,
Photographie 4 : Vue du dôme de calcite.
Photographie Jean-Yves Bigot.
+22 +19
+10
–26 –23
- 15 Entrée +11
+10
–15
–26
–23 –14 –6
0 Entrée
–15
–23 –26
+7
–14 +22
0
Dôme de calcite corrodée Champignons
+11
Plan de faille
Brèche Entrée
+11 Dôme de
calcite corrodée
+ 11 + 11+7 Grèzes
Galerie colmatée par les grèzes
Nm 2002
0 10 20 m
Vire
Ouest Est
Sud Nord
s tca rfilégedenô
C
he èc Br Plan de faille
C O U P E O - E
E N
S
C O U P E S - N
P L A N
0 10 20 30 40 50 m
O Galerie
des Grèzes
Alt. 750 m
Grotte des Champignons
Puyloubier (Bouches-du-Rhône)
X = 866,77 Y = 142,64 Z = 750 m Figure 6 : Plan et coupe de la grotte des Champignons (Puyloubier).
Relevé du 18 mai 2002 Topofil Vulcain Philippe AUDRA Jean-Yves BIGOT Ludovic MOCOCHAIN Report : J.-Y. Bigot
Photographie 5 : Les « champignons » de la grotte sont des stalagmites dont les formes résultent d’une corrosion intense. La couleur bleue est artificielle et fait référence à une bande dessinée pour enfants bien connue. Photographie Jean-Yves Bigot.
n’a pas été obstrué par les gélifracts.
Il possède la par ticularité de se déve- lopper à la fois dans la roche saine et dans la brèche.
Le conduit de –26 mètres
Ce conduit mène au point le plus bas de la cavité. Il existe deux accès : un orifice supérieur assez petit et un orifice inférieur d’accès plus commode.
L’orifice supérieur, de section 2 x 0,50 m, s’ouvre près de l’entrée, entre de gros blocs et la paroi recou- ver te de cristallisations buissonnantes (figure 7). L’intérieur du conduit est lisse et bien corrodé alors que la lèvre de son orifice est couver te de concré- tions en choux-fleurs. Cette répar tition des formes suppose des propriétés chimiques très dif férentes entre les eaux du fond et celles qui baignaient la grande salle.
Le conduit se développe entre une paroi de calcaire sain et une brèche de blocs calcaires cimentés par une matrice rouge indurée. Il s’agit d’une brèche de faille et non d’un éboulis formé par l’accumulation de blocs dans la salle.
Le conduit de –23 mètres
Ce conduit se situe dans une zone extrêmement concrétionnée. La présence de ce conduit ascendant est trahie par un « chenal de plafond », sorte de « chemin » courant sur la voûte en suivant la ligne de plus grande pente. Ce « chemin » est un chenal large de 50 cm, imprimé en creux dans la paroi surplombante de la salle (figure 4).
De par t et d’autre, apparaissent des concrétions, petites d’abord (enduit mamelonné) et de plus en plus grandes (choux-fleurs) lorsque l’on s’éloigne de l’axe central du « chemin ». Cette obser- vation nous a permis d’affirmer que le
« chemin » de corrosion et le dépôt des concrétions sont des phénomènes simultanés.
Ces « chemins de bulles » sont interprétés comme ceux des bulles courant sous la roche avant de crever la sur face de l’eau et libérer le CO2 dans l’atmosphère confinée de la grande salle (figure 3). ●
Photographie 6 : Le large tapis de gélifracts montre que la galerie des Grèzes était autrefois reliée à l’extérieur. Photographie Jean-Yves Bigot.
Figure 7 : Coupe schématique de la sortie du conduit de –26.
La grotte des Champignons est exceptionnelle à plus d’un titre, par ses dimensions d’abord, l’originalité de son concrétionnement ensuite, mais aussi par sa géométrie qui fait de la salle un marqueur des niveaux de base passés du Ter tiaire.
Le point de sor tie de l’eau arrivant par de multiples conduits ascendants serait la galerie des Grèzes. La grotte des Champignons peut être considérée
comme un exemple relativement complet d’un karst hypogène assez bien développé. Dans ce type de karst, le point de rencontre des eaux météo- riques et des eaux profondes est maté- rialisé par un plan d’eau qui indique également la présence d’un niveau de base proche. C’est dans la zone de mélange des eaux que les formes hypo- gènes de karstification sont les plus
spectaculaires. ●
Interprétations
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